基于Ansoft的电动车驱动用永磁无刷同步电动机的设计

随着能源使用紧张,石油价格上涨,以及生态环境等问题的日益突出,汽车行业面临新的挑战。电动汽车是以车载电源为动力,用电动机驱动车轮行驶,且满足道路安全法规对汽车的各项要求的车辆。电动汽车的发展是石油危机及人们对环境要求的必然产物。为推进永磁同步电动机在电动汽车驱动中的应用,满足电动汽车对牵引电机的需求。本文研究并设计了一台35kw电动汽车驱动用永磁同步电动机。 本文首先分析了永磁电机的结构特点,研究了内置式永磁同步电动机的电感参数的计算方法,借助于商用有限元电磁计算软件Ansoft EM,为电机的参数设计提供数据支持。在此基础上,结合同步电机双反应理论,提出了功率类永磁同步电机的参数优化设计方法,为驱动电机参数的初步选取指明了方向。 然后从电动汽车工程对驱动电机性能要求出发,结合永磁同步电动机的结构特点,并充分考虑了永磁同步电动机的结构特点,选取合理的绕组型式,极弧系数,电磁负荷,采用场路结合的设计方法完成了电机设计。 再次对设计后的电机进行了稳态性能的仿真验证,结果表明永磁电机满足电动汽车的各运行工况的要求。仿真结果同时也表明,在额定负载以下,永磁电机的参数线性,转矩性能与双反应理论的计算值比较吻合;过载运行时,由于参数出现饱,实际输出转矩和与双反应理论计算值出现偏差。本文通过有限元方法,修正了饱和情况下的驱动电机的性能偏差。 最后,本文对电动汽车的百公里耗电量和续驶里程进行了估算,证明设计的驱动电机具有较好的经济性。